JPH09261056A - Analog/digital converter of half pipeline type - Google Patents

Analog/digital converter of half pipeline type

Info

Publication number
JPH09261056A
JPH09261056A JP8238144A JP23814496A JPH09261056A JP H09261056 A JPH09261056 A JP H09261056A JP 8238144 A JP8238144 A JP 8238144A JP 23814496 A JP23814496 A JP 23814496A JP H09261056 A JPH09261056 A JP H09261056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
reference voltage
comparison
capacitor
converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8238144A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Po-Chin Hsu
博欽 許
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from TW85103572A external-priority patent/TW293204B/en
Application filed by Industrial Technology Research Institute ITRI filed Critical Industrial Technology Research Institute ITRI
Publication of JPH09261056A publication Critical patent/JPH09261056A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/1205Multiplexed conversion systems
    • H03M1/121Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel
    • H03M1/1215Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel using time-division multiplexing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/14Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit
    • H03M1/145Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit the steps being performed sequentially in series-connected stages
    • H03M1/146Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit the steps being performed sequentially in series-connected stages all stages being simultaneous converters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/36Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type
    • H03M1/361Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type
    • H03M1/362Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type the reference values being generated by a resistive voltage divider
    • H03M1/365Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type having a separate comparator and reference value for each quantisation level, i.e. full flash converter type the reference values being generated by a resistive voltage divider the voltage divider being a single resistor string

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the physical structure of a parallel analog/digital converters by providing a rough A/D converter converting an analog voltage signal into a roughly decomposed digital code and first and second precise A/D converter converting the analog voltage signal into a precise resolution digital code. SOLUTION: An analog input voltage(Vin ) 150 is applied to the rough A/D converter 400 and the precise A/D converters 401 and 402. Vin 150 is sampled and held by the rough A/D converter 400 and the precise A/D converter 401 and 402 in the first period of a clock. In the second period of the clock, the rough A/D converter 400 compares a voltage generated by a resistance type potential divider circuit network forming a rough reference voltage generator 100 and the sample of Vin 150. The resistance type potential divider circuit network is connected between reference voltage sources VRB 120 and VRT 130. As a result of comparing Vin 150 and the rough reference voltage generator 100, a thermometer code which is a rough digital code 475 is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的にはアナロ
グ・デジタル(A/D)変換器及び変換方法に関し、よ
り詳しく述べれば変換の第1段階を使用して入力電圧の
粗範囲を決定し、爾後の段階がアナログ入力信号をより
精な増分に分解する多段階並列型変換器に関する。本発
明は、ビデオ及びディジタル信号処理に応用を有する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to analog-to-digital (A / D) converters and conversion methods, and more particularly to determining a coarse range of input voltage using the first stage of conversion. However, the subsequent stage relates to a multi-stage parallel type converter that decomposes the analog input signal into finer increments. The invention has applications in video and digital signal processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】アナログ情報にディジタル処理及び伝送
方法を適用するには、信号をそれらのアナログ形状から
ディジタル表現に変換する必要がある。公知の型のA/
D変換器は、複数の参照電圧と入力電圧とを比較してエ
ンコーディング論理回路から入力電圧に最も近い参照電
圧を表すディジタルコードを1動作で出力する並列コン
パレータ型またはフラッシュ(FLASH)変換器、及
びディジタル・アナログ変換器を使用して入力に対して
連続試行錯誤近似を繰り返してディジタル出力を発生す
る連続近似型を含む。図1に、フラッシュ型のA/D変
換器を示す。典型的に出力は、エンコーダ論理回路30
において構成される2進コードであり、入力信号のnビ
ットの分解能が得られる。この構造は、典型的には2n
レベルの参照電圧10と、2n 個のコンパレータ20と
を必要とする。この型の変換器の分解能を改善しようと
すると(出力ビットの数を増加させようとするると)設
計が極めて複雑になる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Applying digital processing and transmission methods to analog information requires that signals be converted from their analog form to a digital representation. Known types of A /
The D converter is a parallel comparator type or flash (FLASH) converter that compares a plurality of reference voltages with an input voltage and outputs a digital code representing the reference voltage closest to the input voltage from the encoding logic circuit in one operation, and Includes a continuous approximation type that uses a digital-to-analog converter to iterate successive trial and error approximations to the input to produce a digital output. FIG. 1 shows a flash type A / D converter. Typically the output is the encoder logic 30
And a resolution of n bits of the input signal can be obtained. This structure is typically 2 n
A level reference voltage 10 and 2 n comparators 20 are required. Attempts to improve the resolution of this type of converter (increasing the number of output bits) add to the complexity of the design.

【0003】図2に、連続近似A/D変換器を示す。ア
ナログ入力信号Vinはサンプルホールド回路50の入力
に印加される。サンプルされたアナログ入力信号55
は、コード60へ印加される。データエンコーダ70
は、データ出力ワードの90a、・・・、90dの最上
位ビット90dを論理「1」にセットし、他の全てのビ
ット90a、90b、90cを論理「0」にセットして
いる。この場合のD/A変換器80の出力85は、D/
A変換器80の電圧範囲の中点の電圧である。もしD/
A変換器80の出力85がサンプルされたアナログ信号
55よりも大きければ、コンパレータ60の出力は0と
なり、クロックはANDゲート65を通ることができな
くなる。そこで、データエンコーダ70は最上位ビット
90dを論理「0」にセットし、次の最上位ビット90
cを論理「1」にセットする。この場合は、D/A変換
器80の出力85の電圧は、D/A変換器80の電圧範
囲の1/4の電圧になる。もしD/A変換器80の出力
85がサンプルされたアナログ信号55よりも小さけれ
ば、コンパレータ60の出力は論理「1」になる。これ
によってANDゲート65はクロックを通過させるよう
になり、次の最上位ビット90cは論路「1」にセット
され続け、次の最下位ビットが論理「1」にセットされ
る。
FIG. 2 shows a continuous approximation A / D converter. The analog input signal V in is applied to the input of the sample hold circuit 50. Sampled analog input signal 55
Is applied to the cord 60. Data encoder 70
Sets the most significant bit 90d of the data output word 90a, ..., 90d to a logic "1" and all other bits 90a, 90b, 90c to a logic "0". The output 85 of the D / A converter 80 in this case is D / A
It is the voltage at the midpoint of the voltage range of the A converter 80. If D /
If the output 85 of the A converter 80 is greater than the sampled analog signal 55, the output of the comparator 60 will be 0 and the clock will not be able to pass through the AND gate 65. Therefore, the data encoder 70 sets the most significant bit 90d to logic "0", and the next most significant bit 90d
Set c to logic "1". In this case, the voltage of the output 85 of the D / A converter 80 is 1/4 of the voltage range of the D / A converter 80. If the output 85 of the D / A converter 80 is less than the sampled analog signal 55, the output of the comparator 60 will be a logical "1". This causes AND gate 65 to pass the clock, the next most significant bit 90c continues to be set to logic "1", and the next least significant bit to logic "1".

【0004】出力ビット90a、・・・、90dの試行
及び設定のこのプロセスは、全てのビットがサンプルさ
れた入力信号の大きさを表していることが決定されるま
で続行される。このプロセスは、プロセスが完了してし
まった後に限って、出力ビット90a、・・・、90d
を調べる必要がある。連続近似A/D変換器は、分離し
たサンプルホールド回路及び複雑なA/D変換器を必要
とするので、プロセス誤差を発生する恐れがある。フラ
ッシュA/D変換器の設計を簡略化するための2つの技
術が公知である。これらの技術は共に、多段階変換を使
用してA/D変換を達成する。第1の技術では、米国特
許第 5,302,869号( Hosotaniら)、米国特許第 5,389,9
29号( Nayebiら) 、米国特許第 5,353,027号( Vorenkam
p ら) 、米国特許第 5,369,309号(Bacraniaら) 、及び
米国特許第 5,387,914号( Mangelsdorf ) に開示されて
いるように、第1段階が粗分解能フラッシュA/D変換
であり、ディジタル・アナログ変換器を有する第2段階
が電圧コンパレータの参照電圧を調整して最終分解能変
換を達成している。2つの変換器の結果がエンコードさ
れ、アナログ入力電圧の大きさを表すディジタル出力ワ
ードに形成される。第2の技術では、米国特許第 5,29
1,198号( Dingwallら) 、米国特許第 5,223,836号( Kom
atsu ) 、米国特許第 5,400,029号( Kobayashi ) 、米
国特許第 4,733,217号( Dingwall )、米国特許第 5,34
9,354号( Hoら) 、本願と同一譲渡人に譲渡された特許
出願一連番号第 08/497,881 号、及び本願と同一譲渡人
に譲渡された ERSO 85-0009 に開示されているように、
複数の変換段階が設けられていて、決定論理回路が先行
比較段階の結果に基づいて各段への参照電圧を適切に切
り替える。
This process of trialing and setting output bits 90a, ..., 90d continues until it is determined that all bits represent the magnitude of the sampled input signal. This process only outputs bits 90a, ..., 90d after the process has completed.
Need to find out. The continuous approximation A / D converter requires a separate sample and hold circuit and a complicated A / D converter, and thus may cause a process error. Two techniques are known for simplifying the design of flash A / D converters. Both of these techniques achieve A / D conversion using a multi-stage conversion. The first technique is US Pat. No. 5,302,869 (Hosotani et al.), US Pat. No. 5,389,9.
29 (Nayebi et al.), U.S. Pat.No. 5,353,027 (Vorenkam
, et al., US Pat. No. 5,369,309 (Bacrania et al.), and US Pat. No. 5,387,914 (Mangelsdorf), the first step is coarse resolution flash A / D conversion, and a digital-to-analog converter. The second stage, which adjusts the reference voltage of the voltage comparator, achieves the final resolution conversion. The results of the two converters are encoded and formed into a digital output word representing the magnitude of the analog input voltage. In the second technique, US Pat.
1,198 (Dingwall et al.), U.S. Pat.No. 5,223,836 (Kom
atsu), U.S. Pat.No. 5,400,029 (Kobayashi), U.S. Pat.No. 4,733,217 (Dingwall), U.S. Pat.
No. 9,354 (Ho et al.), Patent Application Serial Number 08 / 497,881 assigned to the same assignee as the present application, and ERSO 85-0009 assigned to the same assignee as the present application,
A plurality of conversion stages are provided, and the decision logic circuit appropriately switches the reference voltage to each stage based on the result of the preceding comparison stage.

【0005】多段階変換の第2の技術の例として図3に
示す米国特許第 4,903,028号( Fukashima ) の回路で
は、VRefBot(最低値)からVRefTop(最高値)まで増
分的に増加する値を有する1組の電圧源1を設けること
によって、電圧入力(Vin)の変換の範囲を決める。電
圧入力は、1組の粗サブレンジコンパレータ2に印加さ
れ、また上記1組の参照電圧も離散的な間隔で粗サブレ
ンジコンパレータ2に印加されてVinの粗サブレンジ1
a、1bを決めている。粗サブレンジコンパレータの出
力5は、舵取り論理及びスイッチ論理回路3への入力で
あり、論理回路3は1組の精サブレンジコンパレータ4
を上記1組の参照電圧1の適切なサブレンジに接続す
る。1組の参照電圧1aは精の増分で分割され、Vin
らディジタル出力(D0 、D1 、D2 、・・・、Dn )
への変換の最小分解能を決める。Vinが変化すると、出
力コード、即ち粗サブレンジコンパレータ5の値が変化
し、舵取り及びスイッチ論理回路3が精サブレンジコン
パレータ4を次のサブレンジへ(1aから1bへ)移動
させる。
[0005] In the circuit of the multi-stage second U.S. Patent No. 4,903,028 shown in Figure 3 as an example of a technique of converting (Fukashima), a value that increases incrementally from V RefBot (minimum value) to V RefTop (maximum value) The range of conversion of the voltage input (V in ) is determined by providing a set of voltage sources 1 having Voltage input, a set of applied in crude Subrange comparator 2, also the set of reference coarse subranges voltage discrete intervals being applied to crude sub-range comparator 2 V in 1
a and 1b are decided. The output 5 of the coarse subrange comparator is an input to the steering logic and switch logic circuit 3, which is a set of fine subrange comparators 4.
To the appropriate subrange of the set of reference voltages 1. 1 set of reference voltages 1a is divided in fine increments, the digital output from the V in (D0, D1, D2 , ···, Dn)
Determine the minimum resolution for conversion to. When V in changes, the output code, that is, the value of the coarse subrange comparator 5, changes, and the steering and switch logic circuit 3 moves the fine subrange comparator 4 to the next subrange (from 1a to 1b).

【0006】構成要素選択における許容差及びプロセス
の変動に起因して、粗サブレンジコンパレータ2の出力
コード5は誤差を発生し得る。この誤差を検出するため
に、Vinによって決定されたサブレンジ1aまたは1b
の上下に極精サブレンジコンパレータ4a及び4bが設
けられている。極精コンパレータ4a及び4bの出力
は、誤差コード7を形成する。精サブレンジコンパレー
タの出力コード6、1組の誤差コード7、及び1組の粗
サブレンジコード5は出力エンコーディング論理回路8
によって解釈され、電圧入力Vinの出力ディジタル表現
(D0 、D1 、D2 、・・・、Dn )が決定される。A
/D変換器の重要な構成要素は、電圧コンパレータであ
る。電圧コンパレータは公知であり、参照電圧源に接続
されている1つの入力と、関心アナログ電圧信号が印加
される他の入力とを有する演算増幅器からなっている。
もしアナログ電圧信号が参照電圧源より大きければ、出
力は第1の論理状態を取る。しかしながら、もしアナロ
グ電圧信号が参照電圧源より小さければ、出力は第2の
論理状態を取る。
Due to tolerances in component selection and process variations, the output code 5 of the coarse subrange comparator 2 can produce errors. In order to detect this error, the subrange 1a or 1b determined by V in
Are provided above and below the sub-range comparators 4a and 4b. The outputs of the extreme comparators 4a and 4b form an error code 7. The output code 6 of the fine sub-range comparator, the set of error codes 7 and the set of the coarse sub-range codes 5 are the output encoding logic circuit 8.
Is interpreted by the output digital representation of the voltage input V in (D0, D1, D2 , ···, Dn) is determined. A
An important component of the / D converter is the voltage comparator. Voltage comparators are known and consist of an operational amplifier with one input connected to a reference voltage source and the other input to which the analog voltage signal of interest is applied.
If the analog voltage signal is greater than the reference voltage source, the output will assume the first logic state. However, if the analog voltage signal is less than the reference voltage source, the output will assume a second logic state.

【0007】本願と同一譲渡人に譲渡された特許出願一
連番号第 08/405,721 号に開示されている別の型のコン
パレータは複数の増幅器を使用し、アナログ電圧信号と
参照電圧とを比較する2区分コンパレータを形成する。
Another type of comparator, disclosed in patent application Ser. No. 08 / 405,721, assigned to the same assignee as this application, uses multiple amplifiers to compare an analog voltage signal with a reference voltage. Form a partition comparator.

【0008】[0008]

【発明の概要】本発明の目的は、並列アナログ・デジタ
ル変換器の物理的構造の複雑さを減少させることであ
る。本発明の別の目的は、連続近似A/D変換器のD/
A変換器及びサンプルホールド回路のような不要な回路
を排除することによって電力消費を減少させることであ
る。本発明のさらなる目的は、並列A/D変換器の参照
電圧発生器の整定時間を改善することである。これら
の、及び他の目的を達成するための半パイプライン式A
/D変換器は、アナログ電圧信号を粗分解能ディジタル
コードに変換する粗A/D変換器と、アナログ電圧信号
を精分解能ディジタルコードに変換する第1及び第2の
精A/D変換器とを有している。粗参照電圧発生器は、
粗A/D変換器に印加される第1の複数の参照電圧を発
生する。精参照電圧発生器は、第1及び第2の精A/D
変換器に印加される第2の複数の参照電圧を発生する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the complexity of the physical structure of a parallel analog-to-digital converter. Another object of the present invention is to provide a D / D converter for a continuous approximation A / D converter.
To reduce power consumption by eliminating unnecessary circuits such as A converters and sample and hold circuits. A further object of the invention is to improve the settling time of the reference voltage generator of the parallel A / D converter. Semi-pipelined A to achieve these and other objectives
The / D converter includes a coarse A / D converter for converting an analog voltage signal into a coarse resolution digital code and first and second fine A / D converters for converting an analog voltage signal into a fine resolution digital code. Have The coarse reference voltage generator is
Generating a first plurality of reference voltages applied to the coarse A / D converter. The fine reference voltage generator includes first and second fine A / Ds.
Generating a second plurality of reference voltages applied to the converter.

【0009】粗参照電圧発生器には粗参照電圧スイッチ
ング手段が接続されていて、複数の粗参照電圧の1つを
第1及び第2の精A/D変換器に選択的に印加する。ど
の粗参照電圧を印加するのかは、粗ディジタルコードの
値に依存する。出力エンコーディング手段は、粗ディジ
タルコード、及び第1及び第2の精ディジタルコード
を、アナログ入力電圧の大きさを表す出力ディジタルコ
ードに変換する。精ディジタルコードは、第1の変換時
間には第1の精A/D変換器において生成され、第2の
変換時間には第2の精A/D変換器において生成され
る。第1の変換時間及び第2の変換時間は反復して切り
替えられ、連続アナログ電圧信号から一連の出力ディジ
タルコードが形成される。
Coarse reference voltage switching means is connected to the coarse reference voltage generator to selectively apply one of the plurality of coarse reference voltages to the first and second fine A / D converters. Which coarse reference voltage is applied depends on the value of the coarse digital code. The output encoding means converts the coarse digital code and the first and second fine digital codes into an output digital code representing the magnitude of the analog input voltage. The fine digital code is generated in the first fine A / D converter at the first conversion time and is generated in the second fine A / D converter at the second conversion time. The first conversion time and the second conversion time are repeatedly switched to form a series of output digital codes from the continuous analog voltage signal.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図4を参照する。アナログ入力電
圧(Vin)150は、粗A/D変換器400と、精A/
D変換器401及び402とに印加される。Vin150
は、クロックの第1の期間に粗A/D変換器400と、
精A/D変換器401及び402とによってサンプルさ
れ、保持される。クロックの第2の期間に粗A/D変換
器400は、粗参照電圧発生器100を形成している抵
抗分圧回路網が生成する電圧とVin150のサンプルと
を比較する。抵抗分圧回路網は、参照電圧源VRB120
とVRT130との間に接続されている。Vin150と粗
参照電圧発生器100との比較の結果、粗ディジタルコ
ード475である温度計コードが形成される。温度計コ
ードは2進コードであり、この2進コードは、例えば 0000 コードの最低値 0001 0011 0111 1111 コードの最高値 のように、コードが増加するとコードの各連続ディジッ
トが「1」に変化するようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIG. The analog input voltage (V in ) 150 is used for the coarse A / D converter 400 and the fine A / D converter 400.
It is applied to the D converters 401 and 402. V in 150
Is a coarse A / D converter 400 during the first period of the clock,
It is sampled and held by the fine A / D converters 401 and 402. During the second period of the clock, the coarse A / D converter 400 compares the voltage generated by the resistive voltage divider network forming the coarse reference voltage generator 100 with a sample of V in 150. The resistor divider network includes a reference voltage source V RB 120
And V RT 130. The comparison of V in 150 with the coarse reference voltage generator 100 results in the thermometer code being the coarse digital code 475. The thermometer code is a binary code, and this binary code changes each continuous digit of the code to "1" as the code increases, such as the lowest value of the 0000 code 0001 0011 0111 1111 the highest value of the code. It is like this.

【0011】粗ディジタルコード475は、参照電圧選
択論理回路網300に供給されて粗参照電圧発生器10
0の参照電圧が選択され、精A/D変換器401及び4
02へ印加される。即ち、スイッチ301、302、3
03、及び304が動作して粗参照電圧発生器100か
ら適切な参照電圧を精A/D変換器401及び402へ
供給する。精参照電圧発生器200は別の抵抗分圧回路
網であって、粗参照電圧発生器100の抵抗の1つ、例
えば抵抗101と並列に接続される。精参照電圧発生器
200の各参照電圧が精A/D変換器401及び402
に印加される。クロックの第3及び第4の期間中に、ア
ナログ入力信号150は、選択された粗参照電圧350
と精参照電圧発生器200の電圧との差と比較される。
この比較の結果、精ディジタルコード425及び45
0、即ち温度計コードが形成される。
The coarse digital code 475 is provided to the reference voltage selection logic network 300 to provide the coarse reference voltage generator 10.
The reference voltage of 0 is selected, and the fine A / D converters 401 and 4 are selected.
02 is applied. That is, the switches 301, 302, 3
03 and 304 operate to supply an appropriate reference voltage from the coarse reference voltage generator 100 to the fine A / D converters 401 and 402. The fine reference voltage generator 200 is another resistive voltage divider network and is connected in parallel with one of the resistors of the coarse reference voltage generator 100, for example resistor 101. Each reference voltage of the fine reference voltage generator 200 is the fine A / D converters 401 and 402.
Is applied to During the third and fourth periods of the clock, the analog input signal 150 has a selected coarse reference voltage 350.
And the voltage of the fine reference voltage generator 200.
As a result of this comparison, the fine digital codes 425 and 45
0, a thermometer code is formed.

【0012】粗ディジタルコード475及び精ディジタ
ルコード425、450は、出力エンコーダ500内で
出力ディジタルコード510に変換される。出力ディジ
タルコード510は、粗ディジタルコード475からな
る1組の最上位ビットと、精ディジタルコード425ま
たは450からなる1組の最下位ビットを有する2進数
である。出力ディジタルコード510は、クロックの第
5期間中に出力され、第5及び第6期間中保持される。
クロックの第1乃至第6期間からなる変換サイクルは何
回も繰り返され、Vinの大きさを表す一連の出力ディジ
タルコードが形成される。1つの変換サイクルには、精
A/D変換器401が精ディジタルコード425を出力
する。別の変換サイクルには、精A/D変換器402が
精ディジタルコード450を出力する。このように精A
/D変換器401及び402を交互に使用することによ
って、先行変換サイクルの処理が行われている間に次の
変換サイクルのサンプリングを開始することが可能にな
る。そして、それによってサンプリングレートを、1つ
の精A/D変換器しか有していない場合の2倍にするこ
とができる。
The coarse digital code 475 and the fine digital codes 425 and 450 are converted into the output digital code 510 in the output encoder 500. Output digital code 510 is a binary number having a set of most significant bits of coarse digital code 475 and a set of least significant bits of fine digital code 425 or 450. The output digital code 510 is output during the fifth period of the clock and held during the fifth and sixth periods.
The conversion cycle consisting of the first to sixth periods of the clock is repeated many times to form a series of output digital codes representing the magnitude of V in . The fine A / D converter 401 outputs the fine digital code 425 in one conversion cycle. In another conversion cycle, the fine A / D converter 402 outputs the fine digital code 450. Like this
The alternating use of the / D converters 401 and 402 allows the sampling of the next conversion cycle to begin while the previous conversion cycle is being processed. Then, the sampling rate can be doubled as compared with the case where only one fine A / D converter is provided.

【0013】各精A/D変換器401及び402は、複
数のコンパレータセル410によって形成されている。
図5及び6に、コンパレータセルの回路図を示す。アナ
ログ入力電圧Vinは金属酸化物半導体電界効果トランジ
スタ(MOSFET)スイッチ600の第1の端子に印
加される。選択された粗参照電圧(図4の350)であ
る電圧(VR1)645が、MOSFETスイッチ640
の第1の端子に印加されている。精参照電圧発生器(図
4の200)が発生する電圧の1つである電圧(VR2
655が、MOSFETスイッチ650の第1の端子に
印加され、しきい値参照電圧(Vth)635が、MOS
FETスイッチ630の第1の端子に印加されている。
キャパシタ620が、MOSFETスイッチ600、6
40の第2の端子とMOSFETスイッチ630の第2
の端子との間に接続されている。MOSFETスイッチ
670が、MOSFETスイッチ630の第2の端子と
MOSFETスイッチ650の第2の端子との間に接続
されている。キャパシタ660の第1の端子がMOSF
ETスイッチ650、670の第2の端子に接続されて
いる。キャパシタ660の第2の端子は、増幅器730
の入力端子に接続されている。増幅器730の出力がコ
ンパレータ回路715の出力(VO4)であって、これは
精ディジタルコンパレータ(図4の425及び450)
を形成する単一のビットである。
Each of the precise A / D converters 401 and 402 is formed by a plurality of comparator cells 410.
5 and 6 show circuit diagrams of the comparator cell. The analog input voltage V in is applied to the first terminal of a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) switch 600. The voltage (V R1 ) 645 that is the selected coarse reference voltage (350 in FIG. 4) becomes the MOSFET switch 640.
Is applied to the first terminal of the. Voltage (V R2 ) which is one of the voltages generated by the fine reference voltage generator (200 in FIG. 4)
655 is applied to the first terminal of the MOSFET switch 650, and the threshold reference voltage (V th ) 635 is
It is applied to the first terminal of the FET switch 630.
The capacitor 620 is the MOSFET switch 600, 6
40 second terminal and MOSFET switch 630 second terminal
It is connected between the terminal and. MOSFET switch 670 is connected between the second terminal of MOSFET switch 630 and the second terminal of MOSFET switch 650. The first terminal of the capacitor 660 is MOSF
It is connected to the second terminals of the ET switches 650 and 670. The second terminal of the capacitor 660 is connected to the amplifier 730.
Is connected to the input terminal of The output of amplifier 730 is the output of comparator circuit 715 (V O4 ), which is the fine digital comparator (425 and 450 in FIG. 4).
Is a single bit that forms

【0014】増幅器730は、応用に応じて構成するこ
とができる。図5では、増幅器730の入力は、MOS
FETスイッチ685の第1の端子及び増幅器680の
入力端子に接続されている。MOSFETスイッチ68
5の第2の端子及び増幅器680の出力端子は、キャパ
シタ690の第1の端子に接続されている。キャパシタ
690の第2の端子は、MOSFETスイッチ695の
第1の端子及び増幅器700の入力端子に接続されてい
る。MOSFETスイッチ695の第2の端子及び増幅
器700の出力端子は、ラッチング増幅器710の入力
端子に接続されている。ラッチング増幅器710の出力
端子が、増幅器730の出力である。図5には、3つの
インバータ680、700、及び710が示されてい
る。各インバータ段は増幅器として動作し、インバータ
段の数は応用に応じて変更することができる。
Amplifier 730 can be configured depending on the application. In FIG. 5, the input of the amplifier 730 is a MOS
It is connected to the first terminal of the FET switch 685 and the input terminal of the amplifier 680. MOSFET switch 68
The second terminal of 5 and the output terminal of the amplifier 680 are connected to the first terminal of the capacitor 690. The second terminal of the capacitor 690 is connected to the first terminal of the MOSFET switch 695 and the input terminal of the amplifier 700. The second terminal of MOSFET switch 695 and the output terminal of amplifier 700 are connected to the input terminal of latching amplifier 710. The output terminal of the latching amplifier 710 is the output of the amplifier 730. In FIG. 5, three inverters 680, 700 and 710 are shown. Each inverter stage operates as an amplifier and the number of inverter stages can be changed depending on the application.

【0015】図6に示す増幅器730の代替設計では、
増幅器730の入力はMOSFETスイッチ750の第
1の端子及び演算増幅器740の負端子に接続されてい
る。演算増幅器740の正端子は参照電圧VREF に接続
されているので、演算増幅器740は電圧コンパレータ
として機能する。MOSFETスイッチ750の第2の
端子及び演算増幅器740の出力は増幅器730の出力
を形成している。MOSFETスイッチ600、63
0、640、650、670、685、695、及び7
50は、制御タイミング信号720によって制御され
る。図5及び6に示したコンパレータの動作モードを図
7−10に示す。図7は、Vin605のサンプリングが
行われるクロックの第1の期間中のコンパレータを示し
ている。MOSFETスイッチ600、630、65
0、685、及び695は導通し、MOSFETスイッ
チ640及び670は非導通である。キャパシタ620
にまたがって発生する電圧は、Vin−Vthである。キャ
パシタ660にまたがって発生する電圧は、VR2−V
th2 (Vth2 は、増幅器680の自己バイアス電圧であ
る)である。増幅器700も、その自己バイアス電圧で
バイアスされている。
An alternative design of amplifier 730, shown in FIG.
The input of amplifier 730 is connected to the first terminal of MOSFET switch 750 and the negative terminal of operational amplifier 740. Since the positive terminal of the operational amplifier 740 is connected to the reference voltage V REF , the operational amplifier 740 functions as a voltage comparator. The second terminal of MOSFET switch 750 and the output of operational amplifier 740 form the output of amplifier 730. MOSFET switch 600, 63
0, 640, 650, 670, 685, 695, and 7
50 is controlled by a control timing signal 720. The operating modes of the comparators shown in Figures 5 and 6 are shown in Figures 7-10. FIG. 7 shows the comparator during the first period of the clock at which V in 605 is sampled. MOSFET switches 600, 630, 65
0, 685, and 695 are conducting, and MOSFET switches 640 and 670 are non-conducting. Capacitor 620
The voltage generated across V is −V in −V th . Voltage generated across the capacitor 660, V R2 -V
th2 (V th2 is the self-bias voltage of the amplifier 680). Amplifier 700 is also biased with its self-bias voltage.

【0016】図8は、クロックの第2の期間におけるコ
ンパレータの動作を示している。MOSFETスイッチ
600が非導通であるので、キャパシタ620にまたが
る電圧は一定に保持され、従ってVin605のサンプル
を維持する。この動作では、MOSFETスイッチ63
0はキャパシタ620にまたがって保持されている電圧
に影響を与えないので、オンまたはオフの何れであるこ
ともできる。図9は、クロックの第3の期間におけるコ
ンパレータの動作を示している。MOSFETスイッチ
640が導通してVR1645が点A(キャパシタ620
の第1の端子)に印加される。これにより点B(キャパ
シタ620の第2の端子)の電圧は、Vth+(VR1−V
in)になる。VR1の値は、選択された粗参照電圧(図4
の350)である。
FIG. 8 shows the operation of the comparator during the second period of the clock. Since MOSFET switch 600 is non-conducting, the voltage across capacitor 620 is held constant, thus maintaining a sample of V in 605. In this operation, the MOSFET switch 63
0 has no effect on the voltage held across capacitor 620, so it can be either on or off. FIG. 9 shows the operation of the comparator in the third period of the clock. The MOSFET switch 640 is turned on, and V R1 645 is at point A (capacitor 620).
First terminal) of. As a result, the voltage at the point B (the second terminal of the capacitor 620) becomes V th + (V R1 −V
in ). The value of V R1 depends on the selected coarse reference voltage (see FIG.
350).

【0017】クロックの第4の期間中のコンパレータの
動作を図10に示す。MOSFETスイッチ640は導
通したままであり、MOSFETスイッチ600、63
0、650、685、及び695は非導通にされる。M
OSFETスイッチ670は導通し、キャパシタ620
の第2の端子をキャパシタ660の第1の端子に接続し
ている。この接続により、点D(増幅器680への入
力)に現れる電圧は、 〔Vth2 +{Vth+(VR1−Vin)−VR2〕 になる。VR2は、Vth+k* LSB(k* LSBは比較
される最も精な電圧)に等しく、したがって上式は、 Vth2 +(VR1−Vin−k* LSB) になる。また、増幅器680及び700の入力端子は、
それらの自己バイアスレベルにセットされているから、
値 VR1−Vin−k* LSB だけが増幅される。ラッチング増幅器710の出力VO4
は、もし Vin<VR1−k* LSB ならば、論理「1」になり、もし Vin>VR1−k* LSB ならば、論理「0」になる。
The operation of the comparator during the fourth period of the clock is shown in FIG. MOSFET switch 640 remains conductive and MOSFET switches 600, 63
0, 650, 685, and 695 are made non-conductive. M
OSFET switch 670 conducts and capacitor 620
Has a second terminal connected to the first terminal of the capacitor 660. With this connection, the voltage appearing at the point D (input to the amplifier 680) becomes [V th2 + {V th + (V R1 −V in ) −V R2 ]. V R2 is equal to V th + k * LSB (k * LSB is the finest voltage to be compared), so the above equation becomes V th2 + (V R1 −V in −k * LSB). The input terminals of the amplifiers 680 and 700 are
Because they are set to their self-bias level,
Only the value V R1 -V in -k * LSB is amplified. Output V O4 of the latching amplifier 710
Is, if V in <if V R1 -k * LSB, will be a logic "1", if V in> if V R1 -k * LSB, becomes a logic "0".

【0018】図11のタイミング図は、半パイプライン
式A/D変換の方法を示している。クロック2000の
第1の期間に、アナログ入力信号が粗A/D変換器21
00によってサンプルされ(2110)、また第1の精
A/D変換器2200によってサンプルされる(221
0)。クロック2000の第2の期間中に、粗A/D変
換器2100がサンプルされたアナログ入力信号と粗参
照電圧とを比較する(2120)。第1の精A/D変換
器2200がサンプルされたアナログ入力電圧を保持
(2220)している間に、適切な粗参照電圧が選択さ
れて第1の精A/D変換器2200に供給され、図9で
説明したように電圧をシフトさせる。クロック2000
の第4の期間中に、サンプルされシフトされたアナログ
入力信号は第1の精A/D変換器2200によって比較
される(2240)。これらの粗及び精比較の結果24
05は、クロック2000の第5の期間中に出力エンコ
ーダへ転送されて出力ディジタルコード2410に変換
され、データ出力2400になる。出力ディジタルコー
ド2410は、クロック2000の第6の期間中、有効
に保たれる。
The timing diagram of FIG. 11 illustrates a method of half pipelined A / D conversion. During the first period of the clock 2000, the analog input signal changes to the coarse A / D converter 21.
00 (2110) and by the first fine A / D converter 2200 (221).
0). During a second period of clock 2000, coarse A / D converter 2100 compares the sampled analog input signal to the coarse reference voltage (2120). While the first fine A / D converter 2200 holds (2220) the sampled analog input voltage, an appropriate coarse reference voltage is selected and provided to the first fine A / D converter 2200. , Shift the voltage as described in FIG. Clock 2000
During the fourth period of time, the sampled and shifted analog input signal is compared by the first fine A / D converter 2200 (2240). Results of these rough and fine comparisons 24
05 is transferred to the output encoder and converted to the output digital code 2410 during the fifth period of the clock 2000 to become the data output 2400. The output digital code 2410 remains valid during the sixth period of clock 2000.

【0019】第2の比較サイクルは、クロック2000
の第3の期間中の粗A/D変換器2100によるアナロ
グ入力信号のサンプリング2130と、第2の精A/D
変換器2300によるアナログ入力信号のサンプリング
2310から開始される。第2の粗比較2140及び第
2の精A/D変換器2300における第2の保持232
0はクロック2000の第4の期間中に行われる。第2
の保持・シフトはクロック2000の第5の期間中に行
われる。第2の変換の粗ディジタルデータ及び精ディジ
タルデータは出力ディジタルコード2(2420)に変
換されてクロック2000の第7の期間中にデータ出力
2400として出力され、クロック2000の第8の期
間まで有効に保持される。最下位ビットのためのコード
を導出する方法を図12に示す。粗参照電圧発生器(図
4の100)は、VR1(n)3010からVR1(n−
1)3030まで、それぞれが参照電圧の1つである増
分で、VRTとVRB間にまたがっているものと見ることが
できる。精A/D変換器(図4の401及び402)は
粗増分を精増分3040に分割する。
The second comparison cycle is clock 2000.
Sampling 2130 of the analog input signal by the coarse A / D converter 2100 during the third period of
Beginning with sampling 2310 of the analog input signal by converter 2300. Second coarse comparison 2140 and second holding 232 in second fine A / D converter 2300
0 occurs during the fourth period of clock 2000. Second
Are held and shifted during the fifth period of clock 2000. The coarse digital data and the fine digital data of the second conversion are converted into the output digital code 2 (2420) and output as the data output 2400 during the seventh period of the clock 2000, and are valid until the eighth period of the clock 2000. Retained. A method of deriving a code for the least significant bit is shown in FIG. Crude reference voltage generator (100 in FIG. 4) is, V R1 (n) 3010 from V R1 (n-
1) Up to 3030, each can be viewed as spanning between V RT and V RB in increments of one of the reference voltages. The fine A / D converter (401 and 402 in FIG. 4) divides the coarse increment into fine increments 3040.

【0020】もし、アナログ入力信号(Vin)3020
が、VR1(n)3010とVR1(n−1)3030との
間の点にあれば、粗A/D変換器(図4の400)内の
R1(n)を参照電圧として受けているコンパレータは
論理「0」を発生し、VR1(n−1)を参照電圧として
受けているコンパレータは論理「1」を発生する。スイ
ッチ選択論理回路(図4の300)は、VR1(n)を精
A/D変換器(図4の401及び402)へ供給させ
る。精A/D変換器(図4の401及び402)は、V
R1(n)−Vin(3050)を導出し、この電圧を精コ
ンパレータ範囲3150へシフトさせる。電圧3170
の大きさはVth3160に基づいている。参照電圧VR2
(k)3190が精参照電圧発生器(図4の200)か
ら導出される。使用可能なコード3180は出力エンコ
ーダ(図4の500)内で導出される。
If the analog input signal (V in ) 3020
But, V R1 (n) 3010 and V R1 (n-1) If a point between 3030 receives coarse A / D converter V R1 (Figure 400 4) in the (n) as a reference voltage Comparing comparator generates a logic "0", and a comparator receiving VR1 (n-1) as a reference voltage generates a logic "1". The switch selection logic (300 in FIG. 4) feeds V R1 (n) to the fine A / D converter (401 and 402 in FIG. 4). The fine A / D converter (401 and 402 in FIG. 4) is V
R1 (n) -V in (3050) is derived and this voltage is shifted into the fine comparator range 3150. Voltage 3170
Is based on V th 3160. Reference voltage V R2
(K) 3190 is derived from the fine reference voltage generator (200 in FIG. 4). The usable code 3180 is derived in the output encoder (500 in FIG. 4).

【0021】以上に本発明を好ましい実施の形態に関し
て説明したが、当業者ならば本発明の思想及び範囲から
逸脱することなく形状及び細部に種々の変更を考案する
ことが可能であることを理解されたい。
Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various modifications in form and detail can be devised without departing from the spirit and scope of the invention. I want to be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の技術の並列またはフラッシュA/D変換
器の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a prior art parallel or flash A / D converter.

【図2】従来の技術の連続近似A/D変換器の回路図で
ある。
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional continuous approximation A / D converter.

【図3】従来の技術の2段階A/D変換器の機能的ブロ
ック線図である。
FIG. 3 is a functional block diagram of a prior art two-stage A / D converter.

【図4】本発明の好ましい実施形態の半パイプライン式
A/D変換器の機能的ブロック線図である。
FIG. 4 is a functional block diagram of a semi-pipelined A / D converter of a preferred embodiment of the present invention.

【図5】本発明の電圧コンパレータの回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of the voltage comparator of the present invention.

【図6】本発明の別の電圧コンパレータの回路図であ
る。
FIG. 6 is a circuit diagram of another voltage comparator of the present invention.

【図7】A/D変換のプロセスの第1段階における本発
明のコンパレータの動作を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the operation of the comparator of the present invention in the first stage of the A / D conversion process.

【図8】A/D変換のプロセスの第2段階における本発
明のコンパレータの動作を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing the operation of the comparator of the present invention in the second stage of the A / D conversion process.

【図9】A/D変換のプロセスの第3段階における本発
明のコンパレータの動作を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing the operation of the comparator of the present invention in the third stage of the A / D conversion process.

【図10】A/D変換のプロセスの第4段階における本
発明のコンパレータの動作を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing the operation of the comparator of the present invention in the fourth stage of the A / D conversion process.

【図11】本発明のA/D変換の方法の諸段階のタイミ
ング図である。
FIG. 11 is a timing diagram of the steps of the A / D conversion method of the present invention.

【図12】本発明の精ディジタルコンパレータの分解能
を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing the resolution of the precise digital comparator of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 粗参照電圧発生器 101 抵抗 150 アナログ入力電圧信号 200 精参照電圧発生器 300 スイッチ選択論理回路 301−304 スイッチ 400 粗A/D変換器 401,402 精A/D変換器 410 精コンパレータセル 425,475 精ディジタルコード 475 粗ディジタルコード 500 出力エンコーダ 510 出力ディジタルコード 600,630,640,650,670,685,6
95,750MOSFETスイッチ 620,660,690 キャパシタ 680,700,710,740 増幅器 720 制御タイミング信号 730 増幅器
100 coarse reference voltage generator 101 resistance 150 analog input voltage signal 200 fine reference voltage generator 300 switch selection logic circuit 301-304 switch 400 coarse A / D converter 401, 402 fine A / D converter 410 fine comparator cell 425 475 Precision digital code 475 Coarse digital code 500 Output encoder 510 Output digital code 600, 630, 640, 650, 670, 685, 6
95,750 MOSFET switch 620,660,690 capacitor 680,700,710,740 amplifier 720 control timing signal 730 amplifier

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成8年12月19日[Submission date] December 19, 1996

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項14】 アナログ入力信号と、第1の参照電圧
及び第2の参照電圧とを比較して出力比較信号を生成す
る電圧比較手段において、 a)上記アナログ入力信号が印加される入力端子と、 b)上記第1の参照電圧が印加される第1の参照端子
と、 c)上記第2の参照電圧が印加される第2の参照端子
と、 d)しきい値電圧源と、 e)第1の電極板及び第2の電極板からなる第1のキャ
パシタと、 f)上記入力端子を上記第1のキャパシタの第1の電極
板に選択的に結合する第1のスイッチと、 g)上記第1の参照端子を上記第1のキャパシタの第1
の電極板に選択的に結合する第2のスイッチと、 h)上記しきい値電圧源を上記第1のキャパシタの第2
の電極板に選択的に結合する第3のスイッチと、 i)第1の電極板及び第2の電極板からなる第2のキャ
パシタと、 j)上記第2の参照端子を上記第2のキャパシタの第1
の電極板に選択的に結合する第4のスイッチと、 k)上記第1のキャパシタの第2の電極板を上記第2の
キャパシタの第1の電極板に選択的に結合する第5のス
イッチと、 l)増幅器入力端子、増幅器出力端子、上記増幅器入力
端子に印加された信号を増幅し、上記増幅された信号を
上記増幅器出力端子に供給する増幅手段を含む増幅器手
段と、 m)上記増幅器出力端子に接続されていて出力比較信号
を供給する比較出力端子と、を有することを特徴とする
電圧比較手段。
14. A voltage comparing means for generating an output comparison signal by comparing an analog input signal with a first reference voltage and a second reference voltage, wherein: a) an input terminal to which the analog input signal is applied; B) a first reference terminal to which the first reference voltage is applied, c) a second reference terminal to which the second reference voltage is applied, d) a threshold voltage source, and e) A first capacitor consisting of a first electrode plate and a second electrode plate; f) a first switch for selectively coupling the input terminal to the first electrode plate of the first capacitor; g) The first reference terminal is connected to the first capacitor of the first capacitor.
A second switch selectively coupled to the electrode plate of the first capacitor; and h) connecting the threshold voltage source to the second capacitor of the first capacitor.
A third switch selectively coupled to the electrode plate, i) a second capacitor composed of a first electrode plate and a second electrode plate, and j) the second reference terminal connected to the second capacitor. First of
A fourth switch selectively coupling to the electrode plate of the second capacitor, and k) a fifth switch selectively coupling the second electrode plate of the first capacitor to the first electrode plate of the second capacitor. L) amplifier means including an amplifier input terminal, an amplifier output terminal, an amplifier means for amplifying a signal applied to the amplifier input terminal and supplying the amplified signal to the amplifier output terminal, m) the amplifier A comparison output terminal that is connected to the output terminal and supplies an output comparison signal.

【請求項15】 あるサンプル時間に、第1のスイッチ
が作動して上記アナログ入力信号を上記第1のキャパシ
タの第1の電極板に結合し、上記第3のスイッチが作動
して上記しきい値電圧源を上記第1のキャパシタの第2
の電極板に結合する請求項14に記載の比較手段。
15. A given sample time, operating the first switch couples the said analog input signal to the first electrode plate of the first capacitor, the threshold operating the third switch The value voltage source is the second capacitor of the first capacitor.
15. Comparing means according to claim 14 coupled to said electrode plate.

【請求項16】 上記第1のキャパシタの上記第1の電
極板と第2の電極板との間の電圧は、上記アナログ入力
信号と上記しきい値電圧源との差である請求項15に記
載の比較手段。
Voltage between the 16. said first capacitor of said first electrode plate and second electrode plate, to claim 15 which is the difference between the analog input signal and the threshold voltage source Described comparison means.

【請求項17】 あるサンプル時間に、上記第4のスイ
ッチが作動して上記第2の参照電圧を上記第2のキャパ
シタの第1の電極板に結合する請求項14に記載の比較
手段。
17. The comparing means according to claim 14 , wherein at a sample time, the fourth switch is activated to couple the second reference voltage to the first electrode plate of the second capacitor.

【請求項18】 上記サンプル時間に、上記第2のキャ
パシタの第1の電極板と第2の電極板との間に発生する
電圧は、上記第2の参照電圧と上記第1の増幅器の自己
バイアス電圧との差である請求項16に記載の比較手
段。
To 18. The sample time, the voltage generated between the second first electrode plate and second electrode plate of the capacitor, the second reference voltage and the first amplifier self The comparing means according to claim 16 , which is a difference from a bias voltage.

【請求項19】 上記サンプル時間に、上記第2のスイ
ッチ及び第4のスイッチは不作動になって結合を行わな
い請求項14に記載の比較手段。
To 19. The sample time, the second switch and the fourth switch comparison means of claim 14 that does not perform the binding become inoperative.

【請求項20】 上記サンプル時間に続くある保持時間
に、上記第1のスイッチは不作動になって上記アナログ
入力信号を上記第1のキャパシタの第1の電極板に結合
しない請求項14に記載の比較手段。
To 20. There retention time following the sample time, the first switch according to claim 14 which does not bind the analog input signal becomes inoperative to the first electrode plate of said first capacitor Means of comparison.

【請求項21】 上記保持時間に、上記第3のスイッチ
は不作動になって上記しきい値電圧源を上記第1のキャ
パシタの第2の電極板から切り離す請求項14に記載の
比較手段。
21. Comparing means according to claim 14 , wherein during said holding time said third switch is deactivated and disconnects said threshold voltage source from the second electrode plate of said first capacitor.

【請求項22】 上記保持時間に、上記第2のスイッチ
及び第4のスイッチは不作動になって結合を行わないま
まにされる請求項14に記載の比較手段。
To 22. The retention time, the second switch and the fourth switch comparison means according to claim 14 which is left not performed bonded in inoperative.

【請求項23】 上記保持時間に、上記第5のスイッ
チ、第6のスイッチ、及び第7のスイッチは作動して結
合を行っているままにされる請求項14に記載の比較手
段。
23. The comparing means according to claim 14 , wherein during the holding time, the fifth switch, the sixth switch and the seventh switch are activated and remain engaged.

【請求項24】 上記保持時間に続くある保持・シフト
時間に、上記第2のスイッチは上記第1の参照電圧を上
記第1のキャパシタの第1の電極板に結合する請求項
に記載の比較手段。
To 24. The retention time followed some retention shift time, claim 1, wherein said second switch for coupling said first reference voltage to the first electrode plate of said first capacitor
4. The comparison means described in 4 .

【請求項25】 上記保持・シフト時間に、上記第1の
キャパシタの第2の電極板に発生する電圧は、第1の参
照電圧の大きさとアナログ入力信号の大きさ及び上記し
きい値電圧源の大きさとの差に、しきい値電圧の大きさ
を加算した大きさである請求項24に記載の比較手段。
25. The voltage generated in the second electrode plate of the first capacitor during the holding / shifting time is the magnitude of the first reference voltage and the magnitude of the analog input signal, and the threshold voltage source. 25. The comparing means according to claim 24 , which is a magnitude obtained by adding the magnitude of the threshold voltage to the difference from the magnitude of the threshold voltage.

【請求項26】 上記保持・シフト時間に、上記第1、
第3、及び第4のスイッチは不作動になって結合を行わ
ないままにされる請求項14に記載の比較手段。
To 26. The holding-shift time, the first,
15. Comparing means according to claim 14 , wherein the third and fourth switches are deactivated and left uncoupled.

【請求項27】 上記保持・シフト時間に続くある比較
時間に、上記第5のスイッチは不作動になって結合を行
わない請求項14に記載の比較手段。
To 27. The time comparison in the following the retention-shift time, the fifth switch comparison means of claim 14 that does not perform the binding become inoperative.

【請求項28】 上記比較時間に、上記第4のスイッチ
が作動して上記第1のキャパシタの第2の電極板を上記
第2のキャパシタの第1の電極板に結合する請求項14
に記載の比較手段。
To 28. The comparison time, claim 14 that binds to actuated the fourth switch and the second electrode plate of the first capacitor to the first electrode plate of said second capacitor
The comparison means described in.

【請求項29】 上記増幅器入力端子に印加される電圧
は、上記増幅器手段の自己バイアス電圧の大きさと上記
しきい値電圧源の大きさの合計を上記第1の参照電圧の
大きさと上記アナログ入力信号との差に加算し、その結
果から上記第2の参照電圧の大きさを減算した大きさで
ある請求項14に記載の比較手段。
29. voltage applied to the amplifier input terminal, the total size of the magnitude and the threshold voltage source self-bias voltage of the amplifier means of said first reference voltage magnitude and the analog input 15. The comparison means according to claim 14 , wherein the comparison result has a magnitude that is added to the difference from the signal and the magnitude of the second reference voltage is subtracted from the result.

【請求項30】 上記第2の参照電圧の大きさは、上記
しきい値電圧源の大きさを、上記第1の電圧源からの電
圧の最小増分である比較電圧に加算した大きさに等しい
請求項29に記載の比較手段。
30. The magnitude of the second reference voltage is equal to the magnitude of the threshold voltage source added to the comparison voltage which is the smallest increment of the voltage from the first voltage source. The comparison means according to claim 29 .

【請求項31】 ラッチング増幅器手段は、もしアナロ
グ入力信号の大きさが上記第1の参照電圧と上記比較電
圧の差より大きければ第1の状態となり、もしアナログ
入力信号の大きさが上記第1の参照電圧と上記比較電圧
の差より小さければ第2の状態となる請求項30に記載
の比較手段。
31. latching amplifier means, if the magnitude of the analog input signal is the first state is greater than the difference between the first reference voltage and the comparison voltage, if the analog input signal magnitude the first 31. The comparing means according to claim 30 , wherein the comparing means is in the second state if it is smaller than the difference between the reference voltage and the comparison voltage.

【請求項32】 連続アナログ入力信号を、その大きさ
を表す一連のディジタル出力コードに半パイプライン式
で変換する方法において、 a)第1の時間に、連続アナログ入力信号を第1のサン
プル及び第2のサンプルにサンプリングする段階と、 b)第2の時間に、上記第1のサンプルを複数の粗参照
電圧と比較して粗温度計コードを形成する段階と、 c)同時に、上記第2のサンプルを保持する段階と、 d)第3の時間に、上記複数の粗参照電圧を選択してシ
フトさせる段階と、 e)第4の時間に、上記複数の粗参照電圧の1つと複数
の精参照電圧との差と上記第2のサンプルを比較して精
温度計コードを形成する段階と、 f)上記粗及び精温度計コードをエンコードしてディジ
タル出力コードの1つを形成する段階と、 g)上記諸段階を連続的に繰り返して一連のディジタル
出力コードを形成する段階と、を有することを特徴とす
る方法。
32. A method of semi-pipelining converting a continuous analog input signal into a series of digital output codes representative of its magnitude, comprising: a) at a first time, converting the continuous analog input signal into a first sample and Sampling into a second sample, b) comparing the first sample with a plurality of coarse reference voltages to form a coarse thermometer code at a second time, and c) simultaneously with the second sample. Holding a sample of d), d) selecting and shifting the plurality of coarse reference voltages at a third time, and e) providing one or more of the plurality of coarse reference voltages at a fourth time. Comparing the second sample with a difference from a fine reference voltage to form a fine thermometer code; and f) encoding the coarse and fine thermometer codes to form one of the digital output codes. , G) the above Method characterized by comprising forming a sequence of digital output code by repeating a floor continuously, the.

Claims (46)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 連続アナログ入力信号を一連の第1及び
第2のディジタル出力コードに変換する半パイプライン
式アナログ・デジタル変換器において、 a)上記アナログ入力信号を粗ディジタルコードに変換
する粗アナログ・デジタル変換器と、 b)第1の複数の参照電圧を生成する粗参照電圧発生器
と、 c)第2の複数の参照電圧を生成する精参照電圧発生器
と、 d)第1の変換時間に、上記アナログ入力信号を第1の
精ディジタルコードに変換する第1の精アナログ・デジ
タル変換器と、 e)第2の変換時間に、上記アナログ入力信号を第2の
精ディジタルコードに変換する第2の精アナログ・デジ
タル変換器と、 f)上記第1の複数の参照電圧の1つを上記第1及び第
2の精アナログ・デジタル変換器に選択的に印加する粗
範囲選択スイッチング手段と、 g)上記第1の変換時間に、上記粗ディジタルコード及
び上記第1の精ディジタルコードを第1のディジタル出
力コードに、また上記第2の変換時間に、上記粗ディジ
タルコード及び上記第2の精ディジタルコードを上記第
2のディジタル出力コードにエンコードする出力エンコ
ーディング手段と、を備えていることを特徴とするアナ
ログ・デジタル変換器。
1. A semi-pipelined analog-to-digital converter for converting a continuous analog input signal into a series of first and second digital output codes, comprising: a) coarse analog for converting the analog input signal into a coarse digital code. A digital converter, b) a coarse reference voltage generator for generating a first plurality of reference voltages, c) a fine reference voltage generator for generating a second plurality of reference voltages, and d) a first conversion. A first fine analog-to-digital converter for converting the analog input signal into a first fine digital code in time; and e) converting the analog input signal into a second fine digital code in the second conversion time. A second fine analog-digital converter, and f) a coarse range selection for selectively applying one of the first plurality of reference voltages to the first and second fine analog-digital converters. Switching means: g) at the first conversion time, the coarse digital code and the first fine digital code to a first digital output code, and at the second conversion time, the coarse digital code and the coarse digital code. And an output encoding means for encoding the second fine digital code into the second digital output code.
【請求項2】 上記第1の変換時間及び第2の変換時間
は、時間的に交互する請求項1に記載の変換器。
2. The converter of claim 1, wherein the first conversion time and the second conversion time alternate in time.
【請求項3】 上記一連のディジタル出力コードの各デ
ィジタル出力コードは、複数の最上位ビット及び複数の
最下位ビットからなる2進数である請求項1に記載の変
換器。
3. The converter according to claim 1, wherein each digital output code of the series of digital output codes is a binary number consisting of a plurality of most significant bits and a plurality of least significant bits.
【請求項4】 上記粗ディジタルコードは、上記最上位
ビットを決定する請求項3に記載の変換器。
4. The converter of claim 3, wherein the coarse digital code determines the most significant bit.
【請求項5】 上記第1及び第2の精ディジタルコード
は、上記最下位ビットを決定する請求項3に記載の変換
器。
5. The converter of claim 3, wherein the first and second fine digital codes determine the least significant bit.
【請求項6】 上記粗参照電圧発生器は、 a)第1の参照電圧源と、 b)上記第1の参照電圧源に結合されている最初の抵抗
と、 c)第1の参照電圧源と、 d)上記第2の参照電圧源に結合されている最後の抵抗
と、 e)上記最初の抵抗と最後の抵抗との間に直列に接続さ
れている第1の複数の抵抗と、を有する請求項1に記載
の変換器。
6. The coarse reference voltage generator comprises: a) a first reference voltage source; b) a first resistor coupled to the first reference voltage source; and c) a first reference voltage source. D) a final resistance coupled to the second reference voltage source, and e) a first plurality of resistances connected in series between the first resistance and the final resistance. The converter of claim 1 having.
【請求項7】 上記最初の抵抗、上記第1の複数の直列
接続された抵抗、及び上記最後の抵抗は、上記第1の複
数の直列接続された抵抗の各接合点に電圧を発生させる
請求項6に記載の変換器。
7. The first resistor, the first plurality of series-connected resistors, and the last resistor generate a voltage at each junction of the first plurality of series-connected resistors. Item 7. The converter according to Item 6.
【請求項8】 上記第1の複数の直列接続された抵抗の
各接合点に発生する各電圧は、上記第1の複数の参照電
圧の1つである請求項7に記載の変換器。
8. The converter of claim 7, wherein each voltage generated at each junction of the first plurality of series-connected resistors is one of the first plurality of reference voltages.
【請求項9】 上記精参照電圧発生器は、上記最後の抵
抗、上記複数の直列接続された抵抗、及び上記第2の参
照電圧源の接続の間で、上記複数の直列接続された抵抗
の1つに並列に接続される請求項1に記載の変換器。
9. The fine reference voltage generator comprises a plurality of series-connected resistors between the last resistance, the plurality of series-connected resistors, and the connection of the second reference voltage source. The converter of claim 1 connected in parallel to one.
【請求項10】 上記精参照電圧発生器は、第2の複数
の直列接続された抵抗からなる請求項1に記載の変換
器。
10. The converter of claim 1, wherein the fine reference voltage generator comprises a second plurality of series connected resistors.
【請求項11】 上記第2の複数の直列接続された抵抗
の各接合点に発生する電圧は、上記第2の複数の参照電
圧の1つである請求項10に記載の変換器。
11. The converter according to claim 10, wherein the voltage generated at each junction of the second plurality of series-connected resistors is one of the second plurality of reference voltages.
【請求項12】 上記第1及び第2の各精アナログ・デ
ジタル変換器は、 a)上記アナログ入力信号が印加される比較入力端子、
上記第1の複数の参照電圧の1つが印加される第1の参
照端子、上記第2の複数の参照電圧の1つが印加される
第2の参照端子、比較出力信号を出力する比較出力端
子、及び比較出力信号を生成する電圧コンパレータ手段
を各々が有している複数の電圧コンパレータと、 b)上記複数の電圧コンパレータからの比較出力信号を
上記精ディジタルコードに変換するエンコーディング手
段と、を有する請求項1記載の変換器。
12. The first and second fine analog-to-digital converters include: a) a comparison input terminal to which the analog input signal is applied;
A first reference terminal to which one of the first plurality of reference voltages is applied, a second reference terminal to which one of the second plurality of reference voltages is applied, a comparison output terminal that outputs a comparison output signal, And a plurality of voltage comparators each having voltage comparator means for generating a comparison output signal, and b) encoding means for converting the comparison output signals from the plurality of voltage comparators into the fine digital code. The converter according to item 1.
【請求項13】 上記比較出力信号は、もし比較入力端
子上の電圧が上記第1及び第2の参照端子上の電圧の差
よりも大きければ第1の状態になり、もし比較入力端子
上の電圧が上記第1及び第2の参照端子上の電圧の差よ
りも小さければ第2の状態になる請求項12に記載の変
換器。
13. The comparison output signal is in a first state if the voltage on the comparison input terminal is greater than the difference between the voltages on the first and second reference terminals, and on the comparison input terminal. 13. The converter of claim 12, in a second state if the voltage is less than the difference between the voltages on the first and second reference terminals.
【請求項14】 上記第1の変換時間及び第2の変換時
間は交互に繰り返され、上記連続アナログ入力信号の上
記一連のディジタル出力コードへの変換が遂行される請
求項1に記載の変換器。
14. The converter according to claim 1, wherein the first conversion time and the second conversion time are alternately repeated to perform conversion of the continuous analog input signal into the series of digital output codes. .
【請求項15】 アナログ入力信号と、第1の参照電圧
及び第2の参照電圧とを比較して出力比較信号を生成す
る電圧比較手段において、 a)上記アナログ入力信号が印加される入力端子と、 b)上記第1の参照電圧が印加される第1の参照端子
と、 c)上記第2の参照電圧が印加される第2の参照端子
と、 d)しきい値電圧源と、 e)第1の電極板及び第2の電極板からなる第1のキャ
パシタと、 f)上記入力端子を上記第1のキャパシタの第1の電極
板に選択的に結合する第1のスイッチと、 g)上記第1の参照端子を上記第1のキャパシタの第1
の電極板に選択的に結合する第2のスイッチと、 h)上記しきい値電圧源を上記第1のキャパシタの第2
の電極板に選択的に結合する第3のスイッチと、 i)第1の電極板及び第2の電極板からなる第2のキャ
パシタと、 j)上記第2の参照端子を上記第2のキャパシタの第1
の電極板に選択的に結合する第4のスイッチと、 k)上記第1のキャパシタの第2の電極板を上記第2の
キャパシタの第1の電極板に選択的に結合する第5のス
イッチと、 l)増幅器入力端子、増幅器出力端子、上記増幅器入力
端子に印加された信号を増幅し、上記増幅された信号を
上記増幅器出力端子に供給する増幅手段を含む増幅器手
段と、 m)上記増幅器出力端子に接続されていて出力比較信号
を供給する比較出力端子と、を有することを特徴とする
電圧比較手段。
15. A voltage comparison means for generating an output comparison signal by comparing an analog input signal with a first reference voltage and a second reference voltage, wherein: a) an input terminal to which the analog input signal is applied. B) a first reference terminal to which the first reference voltage is applied, c) a second reference terminal to which the second reference voltage is applied, d) a threshold voltage source, and e) A first capacitor consisting of a first electrode plate and a second electrode plate; f) a first switch for selectively coupling the input terminal to the first electrode plate of the first capacitor; g) The first reference terminal is connected to the first capacitor of the first capacitor.
A second switch selectively coupled to the electrode plate of the first capacitor; and h) connecting the threshold voltage source to the second capacitor of the first capacitor.
A third switch selectively coupled to the electrode plate, i) a second capacitor composed of a first electrode plate and a second electrode plate, and j) the second reference terminal connected to the second capacitor. First of
A fourth switch selectively coupling to the electrode plate of the second capacitor, and k) a fifth switch selectively coupling the second electrode plate of the first capacitor to the first electrode plate of the second capacitor. L) amplifier means including an amplifier input terminal, an amplifier output terminal, an amplifier means for amplifying a signal applied to the amplifier input terminal and supplying the amplified signal to the amplifier output terminal, m) the amplifier A comparison output terminal that is connected to the output terminal and supplies an output comparison signal.
【請求項16】 あるサンプル時間に、第1のスイッチ
が作動して上記アナログ入力信号を上記第1のキャパシ
タの第1の電極板に結合し、上記第3のスイッチが作動
して上記しきい値電圧源を上記第1のキャパシタの第2
の電極板に結合する請求項15に記載の比較手段。
16. At a sample time, a first switch is activated to couple the analog input signal to a first electrode plate of the first capacitor, and a third switch is activated to activate the threshold. The value voltage source is the second capacitor of the first capacitor.
16. The comparing means according to claim 15, which is connected to the electrode plate of.
【請求項17】 上記第1のキャパシタの上記第1の電
極板と第2の電極板との間の電圧は、上記アナログ入力
信号と上記しきい値電圧源との差である請求項16に記
載の比較手段。
17. The voltage between the first electrode plate and the second electrode plate of the first capacitor is the difference between the analog input signal and the threshold voltage source. Described comparison means.
【請求項18】 あるサンプル時間に、上記第4のスイ
ッチが作動して上記第2の参照電圧を上記第2のキャパ
シタの第1の電極板に結合する請求項15に記載の比較
手段。
18. Comparing means according to claim 15, wherein at a sample time the fourth switch is activated to couple the second reference voltage to the first electrode plate of the second capacitor.
【請求項19】 上記サンプル時間に、上記第2のキャ
パシタの第1の電極板と第2の電極板との間に発生する
電圧は、上記第2の参照電圧と上記第1の増幅器の自己
バイアス電圧との差である請求項18に記載の比較手
段。
19. The voltage generated between the first electrode plate and the second electrode plate of the second capacitor at the sample time is the self-voltage of the second reference voltage and the first amplifier plate. The comparison means according to claim 18, which is a difference from a bias voltage.
【請求項20】 上記サンプル時間に、上記第2のスイ
ッチ及び第4のスイッチは不作動になって結合を行わな
い請求項15に記載の比較手段。
20. The comparing means according to claim 15, wherein at the sample time, the second switch and the fourth switch are inactive and do not combine.
【請求項21】 上記サンプル時間に続くある保持時間
に、上記第1のスイッチは不作動になって上記アナログ
入力信号を上記第1のキャパシタの第1の電極板に結合
しない請求項15に記載の比較手段。
21. At a hold time following the sample time, the first switch is inactive and does not couple the analog input signal to the first electrode plate of the first capacitor. Means of comparison.
【請求項22】 上記保持時間に、上記第3のスイッチ
は不作動になって上記しきい値電圧源を上記第1のキャ
パシタの第2の電極板から切り離す請求項15に記載の
比較手段。
22. The comparing means according to claim 15, wherein during the holding time, the third switch is deactivated to disconnect the threshold voltage source from the second electrode plate of the first capacitor.
【請求項23】 上記保持時間に、上記第2のスイッチ
及び第4のスイッチは不作動になって結合を行わないま
まにされる請求項15に記載の比較手段。
23. Comparing means according to claim 15, wherein during the holding time the second switch and the fourth switch are deactivated and left uncoupled.
【請求項24】 上記保持時間に、上記第5のスイッ
チ、第6のスイッチ、及び第7のスイッチは作動して結
合を行っているままにされる請求項15に記載の比較手
段。
24. Comparing means according to claim 15, wherein during the holding time the fifth switch, the sixth switch and the seventh switch are left in the actuated coupling state.
【請求項25】 上記保持時間に続くある保持・シフト
時間に、上記第2のスイッチは上記第1の参照電圧を上
記第1のキャパシタの第1の電極板に結合する請求項1
5に記載の比較手段。
25. The second switch couples the first reference voltage to the first electrode plate of the first capacitor during a holding / shifting time that follows the holding time.
5. The comparison means described in 5.
【請求項26】 上記保持・シフト時間に、上記第1の
キャパシタの第2の電極板に発生する電圧は、第1の参
照電圧の大きさとアナログ入力信号の大きさ及び上記し
きい値電圧源の大きさとの差に、しきい値電圧の大きさ
を加算した大きさである請求項25に記載の比較手段。
26. The voltage generated in the second electrode plate of the first capacitor during the holding / shifting time is the magnitude of the first reference voltage and the magnitude of the analog input signal, and the threshold voltage source. 26. The comparing means according to claim 25, which is a magnitude obtained by adding the magnitude of the threshold voltage to the difference from the magnitude of the threshold voltage.
【請求項27】 上記保持・シフト時間に、上記第1、
第3、及び第4のスイッチは不作動になって結合を行わ
ないままにされる請求項15に記載の比較手段。
27. In the holding / shifting time, the first,
16. Comparing means according to claim 15, wherein the third and fourth switches are deactivated and left uncoupled.
【請求項28】 上記保持・シフト時間に続くある比較
時間に、上記第5のスイッチは不作動になって結合を行
わない請求項15に記載の比較手段。
28. The comparing means according to claim 15, wherein at a certain comparison time following the holding and shifting time, the fifth switch is deactivated and does not engage.
【請求項29】 上記比較時間に、上記第4のスイッチ
が作動して上記第1のキャパシタの第2の電極板を上記
第2のキャパシタの第1の電極板に結合する請求項15
に記載の比較手段。
29. At the comparison time, the fourth switch is activated to couple the second electrode plate of the first capacitor to the first electrode plate of the second capacitor.
The comparison means described in.
【請求項30】 上記増幅器入力端子に印加される電圧
は、上記増幅器手段の自己バイアス電圧の大きさと上記
しきい値電圧源の大きさの合計を上記第1の参照電圧の
大きさと上記アナログ入力信号との差に加算し、その結
果から上記第2の参照電圧の大きさを減算した大きさで
ある請求項15に記載の比較手段。
30. The voltage applied to the amplifier input terminal is the sum of the magnitude of the self-bias voltage of the amplifier means and the magnitude of the threshold voltage source, the magnitude of the first reference voltage, and the analog input. 16. The comparing means according to claim 15, wherein the comparing means has a magnitude that is added to the difference from the signal and the magnitude of the second reference voltage is subtracted from the result.
【請求項31】 上記第2の参照電圧の大きさは、上記
しきい値電圧源の大きさを、上記第1の電圧源からの電
圧の最小増分である比較電圧に加算した大きさに等しい
請求項30に記載の比較手段。
31. The magnitude of the second reference voltage is equal to the magnitude of the magnitude of the threshold voltage source added to the comparison voltage which is the smallest increment of the voltage from the first voltage source. The comparison means according to claim 30.
【請求項32】 ラッチング増幅器手段は、もしアナロ
グ入力信号の大きさが上記第1の参照電圧と上記比較電
圧の差より大きければ第1の状態となり、もしアナログ
入力信号の大きさが上記第1の参照電圧と上記比較電圧
の差より小さければ第2の状態となる請求項31に記載
の比較手段。
32. The latching amplifier means is in the first state if the magnitude of the analog input signal is greater than the difference between the first reference voltage and the comparison voltage, and the magnitude of the analog input signal is the first state. 32. The comparing means according to claim 31, wherein a second state is established when the difference between the reference voltage and the comparison voltage is less than the second state.
【請求項33】 連続アナログ入力信号を、その大きさ
を表す一連のディジタル出力コードに半パイプライン式
で変換する方法において、 a)第1の時間に、連続アナログ入力信号を第1のサン
プル及び第2のサンプルにサンプリングする段階と、 b)第2の時間に、上記第1のサンプルを複数の粗参照
電圧と比較して粗温度計コードを形成する段階と、 c)同時に、上記第2のサンプルを保持する段階と、 d)第3の時間に、上記複数の粗参照電圧を選択してシ
フトさせる段階と、 e)第4の時間に、上記複数の粗参照電圧の1つと複数
の精参照電圧との差と上記第2のサンプルを比較して精
温度計コードを形成する段階と、 f)上記粗及び精温度計コードをエンコードしてディジ
タル出力コードの1つを形成する段階と、 g)上記諸段階を連続的に繰り返して一連のディジタル
出力コードを形成する段階と、を有することを特徴とす
る方法。
33. A method of semi-pipelining converting a continuous analog input signal into a series of digital output codes representative of its magnitude, comprising: a) at a first time, converting the continuous analog input signal into a first sample and Sampling into a second sample, b) comparing the first sample with a plurality of coarse reference voltages to form a coarse thermometer code at a second time, and c) simultaneously with the second sample. Holding a sample of d), d) selecting and shifting the plurality of coarse reference voltages at a third time, and e) providing one or more of the plurality of coarse reference voltages at a fourth time. Comparing the second sample with a difference from a fine reference voltage to form a fine thermometer code; and f) encoding the coarse and fine thermometer codes to form one of the digital output codes. , G) the above Method characterized by comprising forming a sequence of digital output code by repeating a floor continuously, the.
【請求項34】 上記一連のディジタル出力コードの各
ディジタル出力コードは、複数の最上位ビット及び複数
の最下位ビットからなる2進数である請求項33に記載
の方法。
34. The method of claim 33, wherein each digital output code of the series of digital output codes is a binary number consisting of a plurality of most significant bits and a plurality of least significant bits.
【請求項35】 上記粗温度計コードは、上記最上位ビ
ットを決定する請求項33に記載の方法。
35. The method of claim 33, wherein the coarse thermometer code determines the most significant bit.
【請求項36】 上記精温度計コードは、上記最下位ビ
ットを決定する請求項33に記載の方法。
36. The method of claim 33, wherein the precision thermometer code determines the least significant bit.
【請求項37】 上記粗参照電圧は粗参照電圧発生器に
よって生成され、上記粗参照電圧発生器は、 a)第1の参照電圧源と、 b)上記第1の参照電圧源に結合されている最初の抵抗
と、 c)第2の参照電圧源と、 d)上記第2の参照電圧源に結合されている最後の抵抗
と、 e)上記最初の抵抗と最後の抵抗との間に直列に接続さ
れている第1の複数の抵抗と、を有する請求項33に記
載の方法。
37. The coarse reference voltage is generated by a coarse reference voltage generator, the coarse reference voltage generator comprising: a) a first reference voltage source; and b) being coupled to the first reference voltage source. A first resistor being present, c) a second reference voltage source, d) a last resistor coupled to the second reference voltage source, and e) a series between the first resistor and the last resistor. 34. The method of claim 33, comprising a first plurality of resistors connected to.
【請求項38】 上記最初の抵抗、上記第1の複数の直
列接続された抵抗、及び上記最後の抵抗は、上記第1の
複数の直列接続された抵抗の各接合点に電圧を発生させ
る請求項37に記載の方法。
38. The first resistor, the first plurality of series-connected resistors, and the last resistor generate a voltage at each junction of the first plurality of series-connected resistors. Item 38. The method according to Item 37.
【請求項39】 上記第1の複数の直列接続された抵抗
の各接合点に発生する各電圧は、上記粗参照電圧の1つ
である請求項38に記載の方法。
39. The method of claim 38, wherein each voltage developed at each junction of the first plurality of series connected resistors is one of the coarse reference voltages.
【請求項40】 上記複数の精参照電圧は精参照電圧発
生器によって生成され、上記精参照電圧発生器は、上記
最後の抵抗、上記複数の直列接続された抵抗、及び上記
第2の参照電圧源の接続の間で、上記複数の直列接続さ
れた抵抗の1つに並列に接続される請求項37に記載の
方法。
40. The fine reference voltages are generated by a fine reference voltage generator, the fine reference voltage generator comprising: the last resistor, the plurality of series-connected resistors, and the second reference voltage. 38. The method of claim 37, connected in parallel to one of the plurality of series connected resistors between source connections.
【請求項41】 上記精参照電圧発生器は、第2の複数
の直列接続された抵抗からなる請求項33に記載の方
法。
41. The method of claim 33, wherein the fine reference voltage generator comprises a second plurality of series connected resistors.
【請求項42】 上記第2の複数の直列接続された抵抗
の各接合点に発生する電圧は、上記精参照電圧の1つで
ある請求項41に記載の方法。
42. The method of claim 41, wherein the voltage developed at each junction of the second plurality of series connected resistors is one of the fine reference voltages.
【請求項43】 上記第1のサンプルの比較は、上記第
1のアナログ・デジタル変換器において遂行される請求
項33に記載の方法。
43. The method of claim 33, wherein the comparing of the first samples is performed at the first analog-to-digital converter.
【請求項44】 上記第2のサンプルの比較は第2のア
ナログ・デジタル変換器において遂行され、上記第2の
アナログ・デジタル変換器は、 a)上記アナログ入力信号が印加される比較入力端子、
上記第1の複数の参照電圧の1つが印加される第1の参
照端子、上記第2の複数の参照電圧の1つが印加される
第2の参照端子、比較出力信号を出力する比較出力端
子、及び比較出力信号を生成する電圧コンパレータ手段
を各々が有している複数の電圧コンパレータと、 b)上記複数の電圧コンパレータからの比較出力信号を
上記精ディジタルコードに変換するエンコーディング手
段と、を有する請求項33記載の方法。
44. The comparison of the second sample is performed in a second analog to digital converter, the second analog to digital converter comprising: a) a comparison input terminal to which the analog input signal is applied;
A first reference terminal to which one of the first plurality of reference voltages is applied, a second reference terminal to which one of the second plurality of reference voltages is applied, a comparison output terminal that outputs a comparison output signal, And a plurality of voltage comparators each having voltage comparator means for generating a comparison output signal, and b) encoding means for converting the comparison output signals from the plurality of voltage comparators into the fine digital code. Item 33. The method according to Item 33.
【請求項45】 上記出力信号は、もし比較入力端子上
の電圧が上記第1及び第2の参照端子上の電圧の差より
も大きければ第1の状態になり、もし比較入力端子上の
電圧が上記第1及び第2の参照端子上の電圧の差よりも
小さければ第2の状態になる請求項44に記載の方法。
45. The output signal is in a first state if the voltage on the comparison input terminal is greater than the difference between the voltages on the first and second reference terminals, and the voltage on the comparison input terminal is 45. The method of claim 44, wherein is a second state if is less than the difference between the voltages on the first and second reference terminals.
【請求項46】 上記方法の諸段階が完了するまでに、
繰り返しを開始することができる請求項33に記載の方
法。
46. By the completion of the steps of the method,
34. The method of claim 33, wherein the iteration can be initiated.
JP8238144A 1996-03-06 1996-09-09 Analog/digital converter of half pipeline type Pending JPH09261056A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/611,589 US5682163A (en) 1996-03-06 1996-03-06 Semi-pipelined analog-to-digital converter
TW85103572 1996-03-22
TW85103572A TW293204B (en) 1996-03-22 1996-03-22 A like-series analog digital converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09261056A true JPH09261056A (en) 1997-10-03

Family

ID=26666399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8238144A Pending JPH09261056A (en) 1996-03-06 1996-09-09 Analog/digital converter of half pipeline type

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5682163A (en)
JP (1) JPH09261056A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9696213B2 (en) 2013-09-11 2017-07-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Temperature sensor with successive AD conversion with selective comparisons

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861829A (en) 1997-04-28 1999-01-19 Marvell Technology Group, Ltd. High-speed, low power, medium resolution analog-to-digital converter and method of stabilization
JP3920443B2 (en) * 1998-02-27 2007-05-30 株式会社ルネサステクノロジ A / D conversion circuit
US5973632A (en) * 1998-03-03 1999-10-26 Powerchip Semiconductor Corp. Sub-range flash analog-to-digital converter
JP3887489B2 (en) * 1998-06-16 2007-02-28 富士通株式会社 Reference voltage generation circuit
US6177899B1 (en) * 1998-07-29 2001-01-23 Etrend Electronics, Inc. Analog-to-digital converter having multiple reference voltage comparators and boundary voltage error correction
US6617993B1 (en) * 1999-10-08 2003-09-09 Agere Systems Inc. Analog to digital converter using asynchronously swept thermometer codes
US7271755B2 (en) * 2002-05-24 2007-09-18 Broadcom Corporation Resistor ladder interpolation for PGA and DAC
US7190298B2 (en) * 2002-05-24 2007-03-13 Broadcom Corporation Resistor ladder interpolation for subranging ADC
DE602004005570D1 (en) * 2003-01-17 2007-05-10 Koninkl Philips Electronics Nv ANALOG / DIGITAL IMPLEMENTATION ARRANGEMENT, METHOD FOR ANALOG / DIGITAL IMPLEMENTATION AND SIGNAL PROCESSING SYSTEM USING THE IMPLEMENTATION ARRANGEMENT
US7061422B1 (en) * 2005-08-24 2006-06-13 Faraday Technology Corp. Analog-to-digital converting device
US7541962B2 (en) * 2006-01-18 2009-06-02 Marvell World Trade Ltd. Pipelined analog-to-digital converters
US8547257B2 (en) * 2011-10-26 2013-10-01 Texas Instruments Incorporated Digital error correction in an analog-to-digital converter

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4733217A (en) * 1986-05-08 1988-03-22 Rca Corporation Subranging analog to digital converter
JPH01191520A (en) * 1988-01-27 1989-08-01 Sony Corp A/d conversion circuit
US5043732A (en) * 1989-09-26 1991-08-27 Analog Devices, Inc. Analog-to-digital converter employing a pipeline multi-stage architecture
JP3107231B2 (en) * 1991-02-22 2000-11-06 ソニー株式会社 Analog digital conversion circuit
JPH0595285A (en) * 1991-10-03 1993-04-16 Mitsubishi Electric Corp Voltage comparator
US5369309A (en) * 1991-10-30 1994-11-29 Harris Corporation Analog-to-digital converter and method of fabrication
US5353027A (en) * 1991-11-01 1994-10-04 U.S. Philips Corporation Multistep analog-to-digital converter with error correction
SE500357C2 (en) * 1992-01-31 1994-06-06 Silicon Construction Sweden Ab Arrangements for analogue / digital conversion
JPH05347561A (en) * 1992-03-11 1993-12-27 Mitsubishi Electric Corp A/d converter
GB9205727D0 (en) * 1992-03-16 1992-04-29 Sarnoff David Res Center Averaging,flash analog to digital converter
JP2995599B2 (en) * 1992-09-09 1999-12-27 セイコーインスツルメンツ株式会社 Analog-to-digital conversion method
US5387914A (en) * 1993-02-22 1995-02-07 Analog Devices, Incorporated Correction range technique for multi-range A/D converter
US5389929A (en) * 1994-02-03 1995-02-14 Raytheon Company Two-step subranging analog-to-digital converter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9696213B2 (en) 2013-09-11 2017-07-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Temperature sensor with successive AD conversion with selective comparisons

Also Published As

Publication number Publication date
US5682163A (en) 1997-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5675340A (en) Charge-redistribution analog-to-digital converter with reduced comparator-hysteresis effects
JPH05218868A (en) Multistage a/d converter
JP4897047B2 (en) Analog-to-digital conversion using asynchronous current-mode cyclic comparison
US10868557B2 (en) Analog to digital converter with current steering stage
JPH09261056A (en) Analog/digital converter of half pipeline type
US6229472B1 (en) A/D converter
US9467161B1 (en) Low-power, high-speed successive approximation register analog-to-digital converter and conversion method using the same
US5581255A (en) Embedded subranging analog to digital converter
US4849759A (en) Analogue to digital converter
CN113114257B (en) Sub-high-order advanced successive approximation analog-to-digital converter and control method
CN112688688B (en) Pipeline analog-to-digital converter based on partition type and successive approximation register assistance
US5726653A (en) Tri-step analog-to-digital converter
US7161521B2 (en) Multi-stage analog to digital converter architecture
JP2762969B2 (en) Resistor string type D / A converter and serial / parallel type A / D converter
US6504500B1 (en) A/D converter and A/D converting method
US6288662B1 (en) A/D converter circuit having ladder resistor network with alternating first and second resistors of different resistance values
US5455583A (en) Combined conventional/neural network analog to digital converter
US6700523B2 (en) Analog to digital converter selecting reference voltages in accordance with feedback from prior stages
EP1079528A1 (en) Current mode asynchronous decision A/D converter
US20040189504A1 (en) Semi-flash A/D converter with minimal comparator count
JP2705585B2 (en) Series-parallel analog / digital converter
US6259393B1 (en) Semiconductor integrated circuit and driving method using comparator feedback loop to switch subtraction bypass circuit
US20230188152A1 (en) Analog-to-digital conversion circuit and method having quick tracking mechanism
US10326467B1 (en) Analog-to-digital converter
CN111327322A (en) Successive approximation type analog-to-digital converter and operation method thereof